[发明专利]一种从冶炼排放气中回收一氧化碳和氢气的方法和装置

说明书

本发明与以变压吸附方法分离气体有关，尤其与从冶炼排放气中回收一氧化碳和氢气的变压吸附方法和装置有关。

冶炼厂在冶炼过程中的冶炼炉(高炉，平炉，转炉等)都要排放大量气体。这些排放气中含有部分CO和H₂，同时含有大量的N₂和CO₂。由于排放气热值低，排放量大，除少数利用外，大量直接排放，污染了大气，浪费了能源。

变压吸附(PSA)分离气体的方法广泛用于从工业废气中分离回收纯氢。例如将含H₂，CO₂，N₂，CO废气原料气加到一定的压力1.5～2.5MPa，送入PSA吸附床(一般由4～12个组成)，吸附塔中装填活性氧化铝，活性炭，分子筛组成混合吸附床，在压力下，原料气中的CO₂，CO，N₂被吸附，H₂作为产品输出。经过吸附，均压回收后，PSA吸附塔降压，解吸，排放出CO₂，CO和N₂。经冲洗后，吸附剂得到完全再生，冲洗气来自同一吸附单元的另一吸附塔的顺放气。解吸过程吸附塔的压力高于大气压。一般为0.05～0.02MPa，便于解吸气的输送。

负变压吸附(VSA)分离气体的方法，如从含H₂，CO₂，CO的合成甲醇原料气中脱除CO₂，是将有压力的原料气(一般为0.8～2.0MPa)，送入吸附塔。为保证高的H₂，CO收率，VSA吸附塔中的吸附剂为对CO₂有选择性吸附能力较强的吸附剂。在常压下解吸比较困难，采用抽真空进行负压解吸。

变温吸附(TAS)分离气体的方法，如从含H₂O，H₂，N₂，CO，CO₂气中分离H₂O，通常采用2～3个吸附床，吸附床中装氯化铝，硅胶等吸附剂，在常温下吸附H₂O，然后用150℃左右的热载气吹扫吸附塔，使吸附剂再生，经冷载气吹扫正常后再用。

对混合气的处理根据达到的目标不同可采用各种方法结合来分离净化气体。

例如在工业上应用VSA-VSA两级串联，从水煤气中(主要含H₂，N₂，CO，CO₂和H₂O)分离CO，前一段VSA除H₂O，CO₂，排出气含CO，N₂，H₂，作为后一段的原料气，经后一级VSA将H₂，N₂与CO分开，通过抽负压办法获取需要的纯度高的CO。

又如用TSA-VSA分离CO的流程，前一段TSA除出H₂O，后一段VSA把CO₂，H₂，N₂和CO分离，这要求吸附剂具有对CO的选择性吸附能力。

上述流程的冲洗气为来自同一级的同一吸附单元的另一吸附塔的顺放气。

本发明的目的是提供一种投资省，运行费用低，产品收率高，生产率高的从冶炼排放气中回收一氧化碳和氢气的方法和装置。

本发明可先将冶炼排放气A加压至PSA吸附塔的吸附压力，然后送至PSA吸附塔，其中的H₂O，CO₂被咐附留在吸附剂中，其排放气C(含H₂，CO)等送入串联的VSA吸附塔中，不被吸附的氢气D首先被分离从VSA吸附塔排送至气柜或管网，然后是富含N₂气的G排放，G的一部分1用于PSA吸附塔的吸附剂的再生，即PSA塔在降压逆放后，用VSA装置提供的I气逆向吹扫干净。G的另一部分H直接放空。在VSA吸附塔中被吸附的CO通过真空泵抽出(D₁)，送入气柜或管网，PSA吸附塔的H₂O和CO₂经1逆向降压吹扫后从PSA塔排出，或被吹洗气吹扫出塔，出排出气F含N₂，H₂O，CO₂。